传感器网络复习
4.无线传感器网络的路由协议有哪些类型？路由协议的设计要求？由协议主要分为四类；基于聚簇的路由协议、以数据为中心路由协议、基于地理位置路由协议和能量路由协议。现有的无线传感器网络路由协议设计以节能、延长网路生命周期为主要目的。
1）QOS路由；目前传感器网络路由协议的研究重点主要集中在能量效率上，而在未来的研究中可能还需要解决由视频和成像传感器以及实时应用引起的QOS问题。
2）支持移动性:目前的WSNS路由协议对网络的拓扑感知能力和移动性的支持比较差，如何在控制协议开销的前提下，支持快速拓扑感知是一个重要挑战。
3）安全路由：由于WSNS的固有特性，其路由协议极易受到安全威胁，是网络攻击的主要目标，设计简单、有效、适用于WSNS的安全机制是今后努力的方向。
4）有效功能：WSNS中数据通信最为耗能，今后尽量通过使用数据融合技术、数据传输中采用过滤机制来减少通信量，并通过让各节点平均消耗的能量来保持通信量的负载均衡。
5）容错性；由于WSNS节点容易发生故障，应尽量利用节点易获得的网络信息计算路由，以确保在路由出现故障时能够尽快得到恢复，可采用多路径传输来提高数据传输的可靠性。
5、无线传感器网络的路由协议具有哪些特点？
1）能量优先，（2）基于局部拓扑信息（3）以数据为中心（4）应用相关
6. 什么是数据融合技术，它在传感器网络中的作用是什么？
数据融合是一种多源信息处理技术，它通过对来自同一目标的多源数据进行优化合成，获得比单一信息源更精确、完整的估计或判决。在传感器网络中的作用在于；节省整个网络的能量，增强所收集数据的准确性，提高数据收集效率。
第一章：
1.无线传感网与自组织网络的主要异同点有哪些？
答：无线传感网是自组织网路的一种典型应用，虽然具有移动自组织特征，但与传统的移动自组织网络相比，又有不同之处，主要区别有以下几点：
1）无线传感网以数据为中心；
2）在通信方式方面，无线传感网节点主要使用广播通信，而别自组织网络节点采用点对点通信；
3）在网络节点的处理能力方面，自组织网络的处理能力较强，而无线传感网节点的处理能力、计算能力和存储能力都有限；
4）在网络节点规模方面，无线传感网包含的节点数量比自组织网络高几个数量级；
5）由于无线传感网节点数量的原因，其节点没有统一的标示。
2.简述无线传感网发展历史的阶段划分和各阶段的技术特点？
答：第一阶段：传统的传感器系统，其特征在于；传感器节点只产生探测数据流，没有计算能力，并且相互之间不能通行。
第二阶段；无线传感网节点集成化，其特征在于；主要在军事领域展开，并成为网络中心战体系中的关键技术。
第三阶段；多跳自组网，其特征在于：网络传输自组织、节点设计低功耗。
第二章；
1.简述目前无线传感网使用的频段及其传输速率？
答；基于ZigBee 的无线网络所使用的工作?频段为868MHz、915MHz 和，最大数据传输速率为250kbps；
2.简述目前主流的近距离无线通信技术及其特点？
答：1）ZigBee技术，其特点是；近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本；
2）红外通信技术，其特点是；点对点无线传输方式，且需要对准方向；传输中间不能有障碍物，几乎无法控制信息传输的进度。
3）蓝牙技术，其特点是：抗信号衰弱能力强；链路稳定，随机噪音影响小；使用ISM频段，无须申请许可证；可同时支持数据、音频、视频信号；采用FM调制方式，降低设备的复杂性。
4）WiFi技术，其特点是：传输速率高、可靠性高、建网快速便捷、可移动性好、网络结构弹性化、组网灵活、组网价格较低廉。
5）UWB技术，其特点是：短距离、高传输速率、低发射功率。
3.简述目前主流广域网互联无线通信技术及其特点？
答；1）GPRS和EDGE技术，其特点是；数据服务速率高、能节约网络投资、可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。
2）WiMAX技术，其特点是：QOS保障、传输速率高、业务丰富多样。
3）3G技术，其特点是：更高的数据速率和更加丰富的视频业务。
4）LTE技术，其特点是：更高的通信速率；高频谱效率；QoS保证；降低了无线网络时延；向下兼容；支持—20MHZ间的多种系统带宽。
第三章；
MAC协议的工作模式是什么？
答：分布式协调（DCF）工作模式和点协调(PCF)工作模式。
MAC协议的DCF、PCF的主要内容是什么？
答：DCF：在DCF工作方式下，节点在侦听到无线信道忙之后，采用CSMA/CA机制和随机退避机制，实现无线信道的共享。
PCF: 在PCF工作方式下，通过访问接入点协调节点的数据收发，通过轮询方式查询当前哪些节点有数据发送的请求，并在必要时给予数据发送权。
3.简述T-MAC协议的工作原理以及关键技术
答：工作原理：在T-MAC协议中，数据的发送都是以突发方式进行的。其中每个节点都周期性地唤醒、进入活跃状态、和邻居进行通信，然后进入睡眠状态，直到下一个周期开始。同时，新的消息在队列中进行缓存。节点之间进行单播通信，使用RTS/CTS/DATA/ACK的方法，以确保避免碰撞和可靠传输。
关键技术：周期性侦听的同步；RTS操作和Ta的选择；避免串扰；早睡问题；
4.简述sift协议的工作原理和主要优缺点
答：工作原理；该协议采用CSMA机制，竞争窗口长度固定，在窗口内每个时隙通过非均匀概率分布来确定是否发送。Sift协议是基于事件驱动的WSN竞争MAC协议。
优缺点：①网络中的数据传输由事件驱动，存在空间相关的竞争；
②不是所有节点都需要报告事件；③节点的密度是时变的。
5.基于竞争的MAC协议的主要特点是什么？
答：1）基于竞争的MAC协议是根据需要分配信道，所以这种协议能较好地满足节点数量和网络负载的变化。
2）基于竞争的MAC协议能较好地适应网络拓扑的变化。
3）基于竞争的MAC协议不需要复杂的时间同步或集中控制调度算法。
6.简述DEANA、TRAMA协议的基本思想和工作原理
答：DEANA的基本思想：
7.简述DMAC协议的基本思想和工作原理
答：基本思想：大多数无线传感网应用中，主要的通信流量是由节点采集数据后向一个sink节点汇聚的单向树状模式。根据汇聚树的特点提出的DMAC协议是基于S-MAC和T-MAC协议的思想，DMAC协议采用预先分配的方法来避免睡眠延迟。
工作原理：DMAC协议引入了一种交错的监听睡眠调度机制，保证数据在多跳路径上的连续传输，也引入了一种更新机制，使占空比能自适应调整。
第四章
中规定的MAC帧包括哪些类型？
答：1）信标帧：负载数据为上层协议提供数据传输接口。
2）数据帧；用来传输上层发到MAC子层的数据，它的负载字段包含了上层需要传送的数据。
3）确认帧；用于数据接收成功后发送以确认。
4）命令帧；用于组建PAN网络，传输同步数据。
2.简述ZigBee与IEEE 标准的联系与区别。
答：联系：IEEE 仅定义了物理层和MAC层的规范。基于IEEE 标准的ZigBee技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术。ZigBee协议栈建立在IEEE 的PHY层和MAC子层规范之上。它实现了网络层和应用层。
区别：标准有IEEE负责制定，而ZigBee协议由ZigBee联盟制定。
3.简述ZigBee协议体系结构
答：1）物理层/数据链路层：物理层与物理传输媒介相关，负责物体媒介与数据比特的相互转化，以及数据比特与上层——数据链路层数据帧的相互转化。数据链路层负责寻址功能，发送数据时决定数据发送的目的地址，接收数据时判定数据的源地址。
2）ZigBee 堆栈层：ZigBee 堆栈层有网络层与安全平台组成，提供应用层与物理层/数据链路层的连接，由与网络拓扑结构、路由、安全相关的几个堆栈层次组成。
3）应用层：应用层包含在网络节点上运行的应用程序，赋予节点自己的功能。应用层的主要功能是将输入转化为数字数据，或者将数字数据转化为输出。
第五章：
1.无线传感网路由协议的分类方法有哪些？
答；1）按源节点获取路径策略，划分为主动路由协议、按需路由协议和混合路由协议。
2）按通信的逻辑结构，划分为平面路由协议和层次路由协议。
3）按路由的发现过程，划分为基于地理位置和基于查询的路由协议。
2.能量感知路由的基本原理是什么？
答；能量感知路由协议从数据传输中的能量消耗出发，讨论最优的能量消耗路径。根据节点的可用能量或传输路径上链路的能量需求，选择数据的转发路径。
3.简述层次路由协议LEACH协议的原理和工作过程
答：低功耗自适应聚类分级LEACH协议(LOW?Energy?Adaptive?Clustering?Hierarchy)是无线传感器网络中最早被提出来的分层路由算法。LEACH可以将网络整体的生存时间延长15％，其基本思想是通过随机循环地选择簇头节点，将整个网络的能量负载平均分配到每个传感器节点中，从而降低网络能源消耗，提高网络整体生存时间。在协议中，首先随机选择一个节点作为簇头，簇头开始发送广播消息，然后其他普通子节点根据信号强弱选择要加入的簇群。簇头按照TDMA的方式分给每个普通子节点一个时隙，并广播消息。普通子节点在规定的时隙内向簇头发送数据。
第六章：
1.无线传感网定位技术的含义是什么?
答；无线传感网定位技术包括传感器节点的自身定位和对监控目标的定位。
2.简述无线传感网的定位方法和分类？
答：1）根据是否依靠测量距离，分为基于测距的定位和不需要测距的定位。
（2）根据部署的场合不同，分为室内定位和室外定位。
（3）根据信息收集的方式，网络收集传感器数据用于节点定位被称为被动
3.简述以下术语的含义：锚点、测距、连接度、到达时间差、接收信号强度指示、视距。
答：（1）锚点：指预先获得位置坐标的节点，也被称作锚点。其余节点被称为非锚点。
（2）测距：指两个相互通信的节点通过测量的方式来估计出彼此之间的距离或角度。
（3）连接度：包括节点连接度和网络连接度两种含义。
节点连接度是指节点可探测发现的邻居节点个数。
网络连接度是所有节点的邻居节点数目的平均值，它反映了传感网节点配置的密集程度。
4）到达时间差：发射节点同时发射两种不同传播速度的无线信号，接收节点根据两种信号到达的时间差以及这两种信号的传播速度计算两个节点之间的距离。
（5）接收信号强度指示（Received signal Strength Indicator，RSSI）：节点接收到无线信号的强度大小，被称为接收信号的强度指示。
6）视距：如果传感器的两个节点之间没有障碍物，能够实现直接通信，则称这两个节点间存在视线关系。第七章：
1.无线传感网时间同步的作用是什么？
答；首先，传感器节点通常需要彼此协作，去完成复杂的监测和感知任务。
其次，传感网的一些节能方案是利用时间同步来实现的。
2.无线传感网常见的时间同步机制有哪些?
答：RBS同步机制；Tiny-sync/Mini-sync同步机制；TPSN时间同步协议。
3.简述TPSN时间同步协议的工作原理
答：TPSN协议采用层次型网络结构，首先将所有节点按照层次结构进行分级，然后每个节点与上一级的一个节点进行时间同步，最终所有节点都与根节点的时间同步，节点对之间的时间同步是基于发送者——接收者的同步机制。
第九章：
1.什么是数据融合技术？简述无线传感网中数据融合的必要性
答：数据融合是一种多源信息处理技术，它通过对来自同一目标的多源数据进行优化合成，获得比单一信息源更精确、完整的估计或判决。
数据融合的必要性；1）浪费通信带宽和能量；2）降低信息收集的效率。
2．简述无线传感网的数据融合模型
答：1）数据包级融合模型：分为无损融合和有损融合；
2）跟踪级融合模型；分为集中式结构模型和分布式结构模型；
3.无线传感网中数据融合的主要作用是什么？
答：1）节省能量；2）获得更准确的信息；3）提高数据的收集效率。
第十章
1.无线传感网中的数据结构有几种？各有什么特点？
答；1）集中式结构，其特点是：方法简单、容错性很差、通信开销大；
2）半分布式结构，其特点是；与邻近的节点进行通信；
3）分布式结构，其特点是：基于关键字查询，系统的通信开销较大；
4）层次式结构，其特点是：从代理接收命令、本地计算、将数据传送到代理；具有更高的存储、计算和通信能力；
2.简述TinyDB查询语言的基本原理
答：TinyDB系统的查询语言是基于SQL的查询语言，被称为TinySQL。该查询语言支持选择、投影、设定采样频率、分组聚集、用户自定义聚集函数、事件触发、生命周期查询、设定存储点和简单的连接操作。3.简述无线传感网中的数据存储方法
答：以数据为中心的存储方法；外部存储方法；本地存储方法；
4.无线传感网接入Internet的实现方法有几种？
答：1）应用层网关；2）延时容忍网络（DTN）；3）TCP/IP覆盖无线传感网协议栈；4）无线传感网协议栈覆盖TCP/IP；5）移动代理
无线传感器网络技术试题
1. 传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 9. IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet 网络，WLan 网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 802.15协议 17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA
无线传感器网络课程重点1
1、掌握无线传感器网络的概念及其发展历史 定义：大量静止或移动的传感器以自组织和多跳方式构成无线网络，以完成 对特定区域内的对象信息的采集并报告给用户； 发展历史：通过有线/无线连接；感知能力+计算能力+通信能力；911事件 后催生一系列国家战略。 1、了解无线传感器的主要应用形式及其系统架构 主要应用形式：狼群传感器系统；枪声定位反恐系统；车辆探测；农业生产； 系统架构： 2、掌握无线传感器网络的典型网络结构 物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层 3、掌握无线传感器网络的节点结构 4、了解传感器的定义及评价标准和分类方法 定义：将特定的被测信息以一定规律转换为某种可用信号的器件或装置； 分类方法：被测量与输出电量的转换原理；测量原理；测量性质 5、掌握智能传感器的接口技术 智能传感器：内置处理器且能处理和存储信息的传感器系统，具有数字通信 接口。 6、熟练掌握无线传感器网络节点的特性和选型原则 特性：灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨 率、迟滞； *精度：在规定条件下，允许最大绝对误差相对传感器满量程输出的百分数； *分辨率：检测输入量的最小变化量； 选型：测量对象及环境、灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精度。7、熟练掌握无线传感器网络中的MAC协议及其主要作用 MAC协议：通过一组规范和过程来有效、有序和公平的共享介质； 主要作用：为了解决在信道中可以有序的传输多组数据，并且分组之间尽可 能少的产生碰撞，尽可能提高网络吞吐率。 8、掌握分布式控制和集中式控制的区别 分布式：所有的传感器均可以进行自我控制，资源的分配和使用均由传感器 节点完成； 集中式：所有的传感器节点均由中央节点进行控制，实现对资源的整体调度 和使用。 9、熟练掌握CSMA协议的思想 在发射信号之前，发射机先侦听介质中是否有同信道载波，若不存在，将直 接进入数据传输状态；否则，则在随机退避一段时间后，重新侦听信道，直 到可以将信号传输出去。 随机退避时间=Random()*aSlottime:Random()在竞争窗口随机分布的整数； aSlottime是一个时间槽时间 10、掌握无线传感器网络的MAC协议涉及所面临的问题 节约能耗、可扩展性、网络效率。 11、熟练掌握无线传感器网络MAC协议实现节能的主要方法 S-MAC适用于传感器网络的数组传输量不大、网络内部能进行数据处理和 融合且可以容忍一定程度的通信延迟。 12、熟练掌握无线传感器网络中周期性休眠机制节点唤醒的主要方法 全唤醒模式：所有节点同时唤醒； 随机唤醒模式：由给定的唤醒概率随机唤醒某些节点。 13、熟练掌握B-MAC和X-MAC协议的主要设计思想 B-MAC：在发送数据前先发送前导载波以唤醒目的节点，从而建立无线通 信连接。 X-MAC：改进了B-MAC的前导载波过长的问题，将前导载波分成若干频闪 前导载波，在每个频闪前导载波中嵌入目的地址信息，非接收节点尽早丢弃 分组并睡眠。 14、熟练掌握S-MAC协议实现周期性休眠的方法 将时间分为帧，帧内分监听工作阶段和睡眠阶段。监听/睡眠阶段的持续时 间根据应用情况进行调整，当节点处于睡眠阶段时，关闭无线电波，节省电 量，并且节点需要缓存这期间收到的数据，以便于集中发送。 15、掌握路由协议的定义及其作用 定义：将数据分组从源节点通过网络发送到目标节点； 作用：寻找源节点和目标节点间的优化路径；将数据分组沿着优化路径正确 转发。 16、熟练掌握距离矢量算法的主要运行过程 每个路由维护一个距离矢量表，然后通过相邻距离矢量通告并进行距离矢量 表更新。每个距离矢量表提供到达目的的最佳输出路线及到达目的矢量所用 时间，作为该表的索引，每隔一段时间，路由器向所有邻居节点发送到每个 目的节点的距离表，同时接收其他节点发送的距离表。 17、熟练掌握无线传感器网络路由协议实现节能的方法和途径 能量感知路由协议：从数据传输的能量消耗出发，讨论最少能量消耗和最长 网络生存期； 途径：Energy aware routing；GEAR 18、掌握SPIN协议的基本运行过程 一种自适应路由协议。当元数据小于采集到的数据时，能量消耗较少；因此 节点间通过发送元数据进行协商，并且节点监控各自的能量变化，若能量处 于低水平状态时，则节点中断传输操作充当路由角色，因此在一定程度上避 免了资源的盲目使用。 19、熟练掌握LEACH协议的基本设计思想及其运行过程 基本思想：通过类准备阶段和就绪阶段对信息进行汇聚传输的基于簇的路由 协议； 运行过程：首先随机选择一个传感器节点作为簇头节点，在簇头节点选定后， 簇头节点对网络中所有节点进行广播，广播数据包含该节点成为簇头节点的 信息，当传感器节点接收到广播数据时，根据接收到的各个簇头节点广播信 息的强度，该节点选择信号强度最大的簇头节点接入，并向其发送其成为其 成员的数据，形成类，当类形成后，簇头采用TDMA机制分配通道使用权 给类内节点；然后簇头开始接收各节点采集的数据，并将接收的数据汇聚传 输给Sink节点。 20、了解无线传感器网络节点定位的两种方法及区别 方法：基于测距的定位、无需测距的定位； 区别：通过测量节点之间的距离和角度，根据几何关系计算出网络节点的位 置；无需直接测量距离和角度信息，对网络节点进行定位。 21、掌握无线传感器网络时间同步TPSN方法 采用层次型网络结构，首先将所有节点按照层次结构进行分级，然后每个节 点与其上一级的一个节点进行时间同步，最终所有节点均和根节点时间同步。 22、了解数据融合的定义及几种典型方法 定义：将多层次、多方面信息进行处理，并且处理的过程包括对数据的检测、 互联、相关、估计和组合，以获得较高精度和置信度的目标估计和预测； 方法：综合平均法、卡尔曼滤波法、贝叶斯估计法、神经网络法、统计决策 理论。 23、了解无线传感器网络节点综合节能方法 休眠机制、动态电源管理、动态电压调度、数据融合。 24、掌握无线传感器网络常见的安全管理方法 安全引导：网络系统从分散、独立且无安全通道保护的个体集合，以预订协 议，逐步形成同一完整、具有安全信道保护、连通的安全网络的过程； 安全维护：设计通信中的密钥更新。 25、了解无线传感器网络的仿真平台和软件测试床 仿真平台：具有分布性、动态性、综合性的软件集成开发环境,主要有 TOSSIM、OMNet++、MATLAB、OPNet； 软件测试床：为了获取详细的节点、网络以及无线通信的信息，常用有 Motelab、SensoNet。 26、掌握无线传感器网络的硬件开发全过程 节点的基本硬件模块由数据处理模块、换能器模块、无线通信模块、电源模 块和其他外围模块，通过将一系列模块组成一个具有完备功能的节点硬件系 统。 27、掌握无线传感器网络节点操作系统和应用程序的设计要求 操作系统：代码量尽可能小、复杂度尽可能低、能够适应网络规模和拓扑高 度动态变化的应用程序、对检测环境发生的事件能快速响应、能快速切换多 个并行任务； 应用程序：具有自适应功能、保证节点能量优化、模块化设计、面向具体应 用、具有维护和升级功能。 28、掌握IEEE1451接口协议 定义了变送器的软、硬件接口，并且该族的所以标准都支持“变送器电子数 据表”，为变送器提供自动识别和即插即用的功能；并将传感器分为网络适 配器层和智能变送器接口模块。 29、 了解 ZigBee协议栈结构 30、掌握开发一个ZigBee节点的方法 建立Profile、初始化协议栈和外围设备、编写应用层代码。 31、了解传感器网络的军事应用 战场感知、狼群传感器系统；枪声定位反恐系统。 32、WSN的网络模型 平面网络结构、分级网络结构、混合网络结构、Mesh网络结构
无线传感器网络技术试题
无线传感器网络技术试 题 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
一、填空题 1. 传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet网络，WLan网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE协议
17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、（）、计算模块、存储模块和电源模块。A A．传感模块模块 C网络模块 D实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成（）。A A．球状 B网络 C直线 D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是（）D A. B. C. D. 4.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层，通常它的网络层支持三种拓扑结构，下列哪种不是。D A．星型结构、B网状结构C簇树型结构D树形结构 5.下面不是传感器网络的支撑技术的技术。B A．定位技术B节能管理C时间同步D数据融合 6.下面不是无线传感器网络的路由协议具有的特点D A．能量优先 B.基于局部拓扑信息 C.以数据为中心 D预算相关 7.下面不是限制传感器网络有的条件C A电源能量有限 B通信能力受限 C环境受限 D计算和存储能力受限
无线传感器网络试题库1教学内容
无线传感器网络试题 库1
《无线传感器网络》 一、填空题（每题4分，共计60分） 1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知 信息 3、 3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括：介质选择、频段选取、调制技术、扩频 技术 5.扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种：直接序列扩频、跳 频、跳时、宽带线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路 径加强阶段 7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为 中心的网络、应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同 步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术 9.IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据 库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识 别、情况评估和预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有：_800MHz___915M__、2.4GHz、___5GHz
13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题。 (2) 点到点的消息认证问题。 (3) 完整性鉴别问题。 15.802.11规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为 28 s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度，即 78 s b)分布协调功能帧间间隔DIFS ，DIFS长度=PIFS +1个时隙长度，DIFS 的长度为 128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。 17.802.11网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容包括 了：接入速率、工作信道、认证加密方法、网络访问权限等 18.传感器是将外界信号转换为电信号的装置，传感器一般由敏感元件、转换 元件、转换电路三部分组成 19.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四 部分组成 20.物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构 造一个覆盖万物的网络。RIFD无线识别、嵌入式系统技术、能量供给模块和纳米技术列为物联网关键技术。 二、基本概念解释（每题5分，共40分） 1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制:
无线传感器网络课后习题答案.doc
1-2.什么是无线传感器网络? 无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 1-4.图示说明无线传感器网络的系统架构。 1-5.传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块的功能分别是什么? (1)传感模块（传感器、数模转换）、计算模块、通信模块、存储模块电源模块和嵌入式软件系统 (2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。另外，电源模块负责结点供电，结点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 1-8.传感器网络的体系结构包括哪些部分?各部分的功能分别是什么? (1)网络通信协议：类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。 (2)网络管理平台：主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。 (3)应用支撑平台：建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。包括一系列基于监测任务的应用层软件，通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。 1-9.传感器网络的结构有哪些类型?分别说明各种网络结构的特征及优缺点。 （1）根据结点数目的多少，传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。如果网络的规模较小，一般采用平面结构；如果网络规模很大，则必须采用分级网络结构。 （2）平面结构： 特征：平面结构的网络比较简单，所有结点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。
无线传感器网络的特点
无线传感器网络的特点 大规模网络 为了获取精确信息，在监测区域通常部署大量传感器节点，传感器节点数量可能达到成千上万，甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义：一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，需要部署大量的传感器节点；另一方面，传感器节点部署很密集，在一个面积不是很大的空间内，密集部署了大量的传感器节点。 传感器网络的大规模性具有如下优点：通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比；通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度，降低对单个节点传感器的精度要求；大量冗余节点的存在，使得系统具有很强的容错性能；大量节点能够增大覆盖的监测区域，减少洞穴或者盲区。 自组织网络在 传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中，或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。在传
感器网络使用过程中，部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效，也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测精度而补充到网络中，这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少，从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。动态性网络传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变：①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效；②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，甚至时断时通；③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性；④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化，具有动态的系统可重构性。 可靠的网络 传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，传感器节点可能工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署，如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固，不易损坏，适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大，不可能人工“照顾每个传感器节点，网络的维护十分困难甚至不可维护。传感器网络的通信保密性和安全性也十分重要，要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。因此，传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。 应用相关的网络
(完整版)无线传感器试题库
无线传感器网络试题 一填空题 1、传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 2、感知目标、网络节点、用户构成了无线传感器网络的三个要素。 3、无线传感器网络的通信协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层与互联网协议栈的五层协议相对应 4、无线传感器网络的产业化障碍包括四个方面。它们分别是：大规模组网问题、大规模组网问题实用化低功耗技术、微型化加剧信号串扰、可靠性提高资源需求 二、判断题 1、无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式（对） 2、SINK节点：亦称网关节点，与簇头结点的功能完全相同。（错） 3、通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构，能够提高路由协议和MAC协议的效率，可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础，有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。（对） 4、美国军方最先开始无线传感器网络技术的研究。（对） 三、选择题
1、最先开始无线传感器网络技术的研究的国家是（B） A中国B美国C日本D韩国 2、无线传感器网络的特点包括（C） （1）可快速部署 （2）可自组织 （3）隐蔽性强和高容错性 （4）成本高，代价大 A （1）（2）（4） B （2）（3）（4） C （1）（2）（3） D（1）（3）（4） 3、将“信息社会技术”作为优先发展领域之一。其中多处涉及对WSN 的研究，启动了EYES 等研究计划的组织是（D） A日本总务省 B韩国信息通信部 C美国国防部 D欧盟 4、与无线传感器网络的兴起无关的技术是（A） A虚拟运营技术 B无线通信 C片上系统（SOC） D低功耗嵌入式技术
无线传感器网络选修课试题
2007级网络工程本科专业选修课 《无线传感器网络》试题120分钟 一、 一、填空题（每题4分，共计60分） 1、传感器网络的三个基本要素：传感器，感知对象，观察者 2、传感器网络的基本功能：协作地感知、采集、处理和发布感知信息 3、无线传感器节点的基本功能：采集、处理、控制和通信等 4、传感器网络常见的时间同步机制有： 5、无线通信物理层的主要技术包括：介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术 6扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种： ：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带线性调频扩频 7、定向扩散路由机制可以分为三个阶段：周期性的兴趣扩散、梯度建立和路径加强 8、无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 9、无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等 10、IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层和MAC层的标准 11、简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 12、数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13、无线传感器网络可以选择的频段有：868MHZ、915MHZ、2.4GHZ 5GHZ 14、传感器网络的电源节能方法：休眠机制、数据融合等， 15、传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题。 (2) 点到点的消息认证问题。 (3) 完整性鉴别问题。 16、802.11规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为 28 s
《传感器网络》课程教学大纲
《传感器网络》课程教学大纲 Sensor Network 一、课程说明 课程编码045228101，课程总学时51，周学时3，学分2.0，开课学期7。 1．课程性质： 专业选修课 2．适用专业： 适用于电子信息工程专业、计算机科学与技术专业。（宋体五号字） 3．课程教学目的与要求：（宋体五号字加粗） 《传感器网络》是电子信息工程专业的专业选修课。无线传感器网络技术是近几年发展起来的一门交叉性学科，它涉及到通信技术、计算机技术和传感器技术等多种技术领域。学生通过对传感器网络的基本概念、基本方法和基本理论的学习，了解这一技术的前沿和发展趋势，掌握无线传感器网络的结构和分析、设计方法，提高学生分析解决通信工程中实际问题的能力。4．本门课程与其它课程关系： 先修课程：《通信原理》、《计算机网络》、《高频电路与实验》。 5．推荐教材及参考书： [1] 高守玮．ZIGBEE技术实践教程．北京航空航天大学出版社，2009.6 [2] 李文仲段朝玉．ZigBee 无线网络技术入门与实战．北京航空航天大学出版社，2007.1 6．课程教学方法与手段： 理论讲授为主，教学内容与实际应用相结合，采用专题讨论、应用研讨等多种教学形式。7．课程考核方法与要求：（宋体五号字加粗） 本课程的考核方式为考查。理论课程成绩占30％，实验课程成绩占60％。平时考核（课堂讨论、作业、出勤）占10%。 8．实践教学内容安排： 实验一 CC2430基础实验1 实验二 CC2430基础实验2 实验三 CC2430基础实验3 实验四点对点无线通信实验 实验五光敏、温度传感器数据采集及数据传输实验 实验六远程医疗健康监护网络设计 二、教学内容与学时分配 教学内容与时间安排表
无线传感器网络知识点归纳
一、无线传感器网络的概述 1、无线传感器网络定义，无线传感器网络三要素，无线传感器网络的任务，无线传感器网 络的体系结构示意图，组成部分（P1-2） 定义：无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）是由部署在监测区域内大量的成本很低、微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一种多跳自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息，并发送给观察者或者用户 另一种定义：无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户 三要素：传感器，感知对象和观察者 任务：利用传感器节点来监测节点周围的环境，收集相关的数据，然后通过无线收发装置采用多跳路由的方式将数据发送给汇聚节点，再通过汇聚节点将数据传送到用户端，从而达到对目标区域的监测 体系结构示意图： 组成部分：传感器节点、汇聚节点、网关节点和基站 2、无线传感器网络的特点（P2-4） （1）大规模性且具有自适应性 （2）无中心和自组织 （3）网络动态性强 （4）以数据为中心的网络 （5）应用相关性 3、无线传感器网络节点的硬件组成结构（P4-6） 无线传感器节点的硬件部分一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成。
4、常见的无线传感器节点产品，几种Crossbow公司的Mica系列节点（Mica2、 Telosb） 的硬件组成（P6） 5、无线传感器网络的协议栈体系结构（P7） 1.各层协议的功能 应用层：主要任务是获取数据并进行初步处理，包括一系列基于监测任务的应用层软件 传输层：负责数据流的传输控制 网络层：主要负责路由生成与路由选择 数据链路层：负责数据成帧，帧检测，媒体访问和差错控制 物理层：实现信道的选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等功能 2.管理平台的功能 （1）能量管理平台管理传感器节点如何使用能源。 （2）移动管理平台检测并注册传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路由，使得传感器节点能够动态跟踪邻居的位置。 （3）任务管理平台在一个给定的区域内平衡和调度监测任务。 6、无线传感器网络的应用领域（P8-9） （1）军事应用 （2）智能农业和环境监测 （3）医疗健康 （4）紧急和临时场合 （5）家庭应用 （6）空间探索
《无线传感器网络》试题.
《无线传感器网络》试题 一、填空题（每题4分，共计60分） 1、传感器网络的三个基本要素：传感器，感知对象，观察者 2、传感器网络的基本功能：协作地感知、采集、处理和发布感知信息 3、无线传感器节点的基本功能：采集、处理、控制和通信等 4、传感器网络常见的时间同步机制有： 5、无线通信物理层的主要技术包括：介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术 6扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种： ：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带线性调频扩频 7、定向扩散路由机制可以分为三个阶段：周期性的兴趣扩散、梯度建立和路径加强 8、无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 9、无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等 10、IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层和MAC层的标准 11、简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 12、数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13、无线传感器网络可以选择的频段有：868MHZ、915MHZ、2.4GHZ 5GHZ
14、传感器网络的电源节能方法：休眠机制、数据融合等， 15、传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题。(2) 点到点的消息认证问题。(3) 完整性鉴别问题。 16、802.11规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为28 s 、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS 加一个时隙(slot)长度，即78 s 分布协调功能帧间间隔DIFS ，DIFS长度=PIFS +1个时隙长度，DIFS 的长度为128 s 17、任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。 18、802.11网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容包括了：接入速率、工作信道、认证加密方法、网络访问权限等 19、传感器是将外界信号转换为电信号的装置，传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成 20、传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成 二、基本概念解释（每题5分，共40分） 1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制: 当某个站点（源站点）有数据帧要发送时，检测信道。若信道空闲，且在DIFS时间内一直空闲，则发送这个数据帧。发送结束后，源站点等待接收ACK确认帧。如果目的站点接收到正确的数据帧，还需要等待SIFS时间，然后向源站点发送ACK确认帧。若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧，则说明没有发生冲突，这一帧发送成功。
无线传感器网络技术试题及答案
无线传感器网络技术试题及答案 一、填空题 1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4.传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5.基站节点不属于传感器节点的组成部分 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8.NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 9.IEEE标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10.从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14.分布式系统协同工作的基础是时间同步机制
15.无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet网络，WLan网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16.传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 协议 17.分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18.以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19.为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20.典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、（）、计算模块、存储模块和电源模块。A A．传感模块模块C网络模块D 实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成（）。A A．球状B网络C直线D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是（）D A. B. C. D.
无线传感器网络试题
一、选择题 1.简述影响传感网设计的因素有哪些? A.硬件限制 B.容错 C.可扩展性 D.生产成本 E.传感器拓扑 F.操作环境（应用） G. 传输媒介H.能量消耗（生命周期） 2.无线传感器网络预部署策略应满足那些需要? A．减少安装成本B.消除任何预组织与预计划的成本C.增加组织的灵活性D.提升自组织与容错性能 3.传感器的一般特性包括哪些指标? A.灵敏度 B.响应特性 C.线性范围 D.稳定性 E.冗余性 4.SPIN协议中使用的消息类型是下列中的哪一个？ A．CTS B.ACK C.RTS D.ADV 5.传感器网络有哪些限制条件? A.电源能量有限 B.通信能力受限 C.计算和存储能力受限 D.设计空间受限 6.WLAN的通信标准主要采用( )标准。 A．IEEE802.2 B．IEEE802.3 C．IEEE802.11 D．IEEE802.16 7.以下不属于无线网络面临的问题的是( ) 。 A．无线信号传输易受干扰B．无线网络产品标准不统一 C．无线网络的市场占有率低D．无线信号的安全性问题 8.无线局域网相对于有线网络的主要优点是( )。 A．可移动性B．传输速度快C．安全性高D．抗干扰性强 9.无线传感器网络的基本要素不包括( )。 A．传感器B．感知对象C．无线AP D．观察者 10.MANET常采用多跳技术，相比单跳技术，多跳具有的优势不包括( )。 A．增强了可扩展性B．协议实现简单C．提高了吞吐量D．降低了能量消耗 二、填空题。 1、传感器网络的三个基本要素：________、________、________ 2、传感器网络的基本功能：________、________、________、________、 3、无线传感器节点的基本功能：________、________、________、________、 4、无线通信物理层的主要技术包括：________、________、________、 ________、5、扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种：________、________、________、________、 6、定向扩散路由机制可以分为三个阶段：________、________、________、 7、无线传感器网络特点：________、________、________、________、 ________、 8、无线传感器网络的关键技术主要包括：________、________、________、________、网络安全、应用层技术等
无线传感器网络课程设计报告
无线传感器网络 课程设计报告 （2018-2019学年第一学期） 题目安全的无线传感器网络数据传输系统的设计指导老师 班级
目录1需求分析 2传感器网络概述 2.1传感器网络体系结构 2.2传感器网络协议栈 3数据传输方式 4设计 4.1主要数据结构 4.2 课程设计的条件 5测试 6使用说明 6.1应用程序功能的详细说明 6.2应用程序运行环境要求 6.3输入数据类型、格式和内容限制 6.4各模块程序段说明 7总结提高 7.1课程设计总结 7.2课程设计评价
1 需求分析 1.1 功能与技术需求 随着信息时代的逐渐来临,物联网的建设也越来越完善,为信息的存储和传输提供了完善的路径,而无线传感网是物联网的重要组成部分,它的建设成为物联网建设的关键。无线传感器网络是由大量微型传感器节点以自组织和多跳的方式构成的网络。它具有资源非常受限、无线通信链路质量不稳定和网络拓扑动态变化等诸多显著特点,与现有的互联网和其它无线网络存在较大差别,向可靠数据传输提出新的挑战和要求。在数据传输可靠性保障方面，采用了加密算法保证在传输过程中的安全性。 2 传感器网络概述 2.1传感器网络体系结构 典型的传感器网络结构包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。随即部署在监测区域内的大量传感器节点通过自组织方式构成网络。传感器节点的监测数据沿着其他节点逐跳传输，监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后被路由到汇聚节点，最后通过互联网或者卫星到达管理节点和用户。管理节点对传感器网络进行配置和管理。传感器网络体系结构如图所示
2.2传感器网络协议栈 与互联网协议栈(TCP/IP)的五层相对应，传感器网络协议栈包括:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。另外协议栈还包括时间同步、节点定位、网络管理、QoS保障、移动管理、任务管理、能量管理和安全机制等。物理层提供信号调制、无线收发和相应的密码服务:数据链路层负责信道接入、拓扑生成、差错控制、介质访何控制、数据成帧以及数据帧监测等;网络层主要负责路由生成，路由选择和拓扑管理等;传输层负责数据流的传输控制，网络的协同工作等:时间同步、节点定位、网络管理、QoS 保障、移动管理、任务管理、能量管理和安全机制等通常跨越多个网络协议栈层次
无线传感器网络数据传输可靠性研究
无线传感器网络数据传输可靠性研究 发表时间：2019-11-29T13:59:16.217Z 来源：《云南电业》2019年6期作者：王奔曹祥飞 [导读] 目前以各种传感技术为核心的物联网技术已经各种行业得到广泛应用，在基于传感网的无线数据传输中，无线网络的安全性、稳定性越来越重要。本文文章主要对于对无线传感器网络数据传输的可靠性进行了系统性分析评价，可更好的促进无线网络数据的实际应用，更加广泛应用于各个行业。 王奔曹祥飞 （南瑞集团有限公司江苏南京 211000） 摘要：目前以各种传感技术为核心的物联网技术已经各种行业得到广泛应用，在基于传感网的无线数据传输中，无线网络的安全性、稳定性越来越重要。本文文章主要对于对无线传感器网络数据传输的可靠性进行了系统性分析评价，可更好的促进无线网络数据的实际应用，更加广泛应用于各个行业。使安全可靠的无线传感器网络更好地服务人民生活。 关键词：无线传感器；网络数据传输；传感技术 一、无线传感器网络数据传输的使用现状以及影响因素 1.1使用现状 由于无线传感器在信息的传输、采集和处理等方面的便利性，使其在全世界内大量使用。大量无处不在的微小传感器节点在进行网络传输时构成了一个巨大的无线传感器网络，各个节点之间通过自组织的方式进行网络数据的无线传输，使得信息交换变得更加方便快捷。用户可对无线传感器网络预先设定程序，随时对需要监控的事务进行数据采集，实现对其开展实时监测，。在完成信息数据采集之后，无线传感器本身会利用嵌入式处理器模块对这些数据进行存储、处理和分析，特别标注无用数据信息或者与设定不符的数据，并进一步将分析的结果借助无线通信模块及无线传感器网络发送到用户终端，使用户实时掌握和监测数据的真实情况。 1.2影响因素 无线信号的质量决定了无线传感器网络数据传输的质量。无线传感器网络与普通的有线数据传输网络不同，无线传感器节点在利用无线网络开展数据传输时，必须要依靠无线传输网络作为媒介，所以对无线网络的传输质量有一定的要求。随着近年来无线通信的的迅猛发展，很多地区已经实现了无线网络覆盖，但是在一些偏远的地区，由于地理位置和交通情况的局限使得无线网络信号迟迟不能覆盖，导致人们在这些地方进行数据传输时的中断率、错误率增加，加大了无线传输实现难度。目前我国的人口众多，与现有的土地资源完全不符，为了拓宽土地资源，增大人类的活动面积，许多地方都建造了地下商城。地下商城由于地处地下，与网络覆盖范围之间隔着厚厚的土层，导致网络信号并不能完美地通过障碍进入地下商城，使得建造在地下的办公区域在利用无线传感器进行网络数据传输时的错误率增加。 二、无线传感器网络传输数据方面存在的弊端 2.1无线传感器自身的能量布局不合理，使得能量的消耗速度加快 无线传感器自身的体积较小，各个构件内能够储存的能量都是有限的。现为提高工作效率，使用无线传感器网络进行数据传输变得越来越频繁，无线传感器自身的工作时间也越来越长。任何事物都逃不过自然规律，都有自己的使用寿命。使用频率增多，使得无线传感器的使用寿命大大缩短，影响了无线传感器网络数据传输的可靠性。随着时代的发展和社会经济水平的增长，带来的弊端便是人类对资源的节约意识越来越淡薄。现在我们在使用无线传感器时，经常出现无线传感器长期开机却始终处于做无用功的状态，使得无线传感器自身的能量消耗速度加快，潜在影响了无线传感器网络数据传输的可靠性造。 2.2无线传感器网络受外界影响因素的影响较大，使得传输的安全风险加大 无线传感器网络是由大量的的无线传感器节点构成的，单个无线传感器之间并没有太大的联系，往往具有较强的独立性，单个节点故障退出会导致自组织网和网络拓扑的不确定性。无线传感器网络在进行数据传输时，需要借助网络信号作为媒介，所以网络信号的质量在某种层度上决定了无线传感器网络数据传输的可靠性。无线网络信号的质量及安全性受外界因素影响较大，它不仅会受人为因素而遭到破坏，还会受突发的自然灾害而受到影响。当自然天气突变等自然环境变化时，无线传感器节点极易损坏，进而影响到数据的可靠传输。同时无线传感器网络的质量还会受到磁场的影响，如果无线传感器在进行网络数据传输时周围有较强的磁场，数据传输的准确性也会严重下降，进而影响到无线传感器网络数据传输的可靠性。 2.3无线传输网络相比有线传输网络传输速度较慢、传输距离短 无线传感器网络相比有线网络来说，虽然具有便于安装、便于传输的特点，但由于自身能量有限，传输速率较慢，传输距离较短。现代各种行业各类应用中，多样化的信息采集数据量越来越大，传输实时性要求越来越高，传输距离越来越远，相对有线传输，无线传感器将消耗更多能量收集、传送信息，同时，网络的质量会受到各种外界因素的影响，使得传输速度不稳定，安全性也得不到保证，从硬性条件上降低了无线传感器网络的综合实力，降低了数据信息的传输速率，甚至影响了人们的工作效率，使得无线传感器网络数据传输的可靠性大为降低。 三、针对无线传感器网络传输数据方面存在的弊端提出的改善建议 3.1应当运用科学技术手段将无线传感器中的能量科学合理分配 为了尽可能地延长无线传感器的使用寿命，我们应当根据传感器节点使用场合调整其工作状态。在办公室内或家庭等固定场景中进行数据传输时，尽量选择使用有线的传输设备，缩短或减少无线传感器的运行时间。为了节约无线传感器自身的能量、降低能耗，应当在内嵌的构件中设计自动关机或待机的功能程序，当无线传感器在一定的时间始终处于做无用功的状态时，自动启动关机或待机程序，在完整地保留当前无线传感器内已有数据的基础上暂时关闭机器，节约设备内自身的能量，延长无线传感器的使用时间，提高无线传感器网络传输数据的可靠性。 3.2应当加大资金投入力度，拓宽全球无线网络的覆盖范围 无线传感器网络的传输质量会受到磁场、环境等外部因素的影响是不可避免的，我们可通过增加无线感器节点来加强无线传感器网络
《无线传感器网络技术原理及应用(第2版)》
《无线传感器网络》教学大纲 课程名称：无线传感器网络 学时/学分：40/2.5 先修课程：模拟电路、计算机网络、通信原理、操作系统、微机原理及接口技术、C 程序设计语言 适用专业：物联网工程 是否含课内实验：■是□否（若选择“是”，则还需填写实验教学大纲） 一、课程性质与任务（要求学生完成的任务等） 本课程旨在全面系统地阐述当前各种主流的无线传感网络的基本原理，结合多种无线传感网络开发平台，深入浅出地讲解无线传感网络的基本技术。在讲授内容上，力求反映国内外该方向技术的最新进展，在讲述方法上，注重理论与实际、原理与应用相结合，无线传感网络是现代通信产业中发展最为活跃的行业之一。本课程介绍无线传感网络的系统构成、网络技术、协议、开发平台和应用，学生通过学习本课程应该达到以下目标： 1.熟练掌握有关无线传感网络的基本概念、基本理论以及基本的分析设计方法； 2.较好掌握有关各种无线传感网络的支撑技术，操作系统及开发平台； 3.了解无线传感器网络的组网、通信技术，掌握路由协议、网络协议的技术标准等； 4.掌握在ZigBee环境下的无线传感器组网的实际开发案例； 4.进一步了解无线传感网络的最新的发展应用，如海量存贮、异类传感器网络技术。 二、课程教学内容（要求学生掌握的内容，突出重难点等） 三、课程基本要求 （一）教学内容 第1章无线传感器网络概述 无线传感器网络的基本概念、无线传感器网络的特点、无线传感器网络的工作原理、无线传感器网络的应用 第2章微型传感器的基本知识 常见传感器介绍，传感器的特性和选型，微型传感器的应用 第3章无线传感器网络软/硬件设计
无线传感器网络节点硬件设计，传感节点（网关和汇聚节点设计、典型节点），无线传感器网络节点软件技术，（软件架构、中间件、操作系统），无线传感器网络实验技术平台 第4章无线传感器网络结构、覆盖 无线传感器网络结构，(平面结构，层次结构、混合结构)，无线传感器网络覆盖，覆盖基本概念，覆盖模型，覆盖指标，覆盖算法 第5章无线传感器网络的支撑技术 时间同步技术，（时间同步的基本概念、同步信息传输延时分析、同步算法、同步模型参数的估计），定位技术，（源定位算法、节点自定位、匹配定位、典型定位系统实例），数据融合（分类、主要方法、多数据融合网关的设计），能量管理（节能的方法、节点的能量管理），容错技术（故障模型、检测、修复） 第6章无线传感器网络通信与网络技术 物理层，数据链路层，(基于竞争的MAC协议、基于调度的MAC协议) 第7章无线传感器网络协议标准 技术标准的意义， IEEE1451系列标准， IEEE802.15.4标准， ZigBee协议标准，Bluetooth， UWB 第8章无线传感器网络的路由协议 路由协议的分类，平面路由协议(几个典型的平面路由协议、平面路由协议和分簇路由协议比较)，无线传感器网络分簇路由协议，(分簇路由协议的网络结构、分簇网络中节点能耗分析、分簇路由协议的性能评价、几个典型的分簇路由协议) 第9章ZigBee实践开发技术 ZigBee硬件平台(CC2430/CC2530概述、2CC2430/CC2530芯片主要特点、3CC2430/CC2431芯片功能结构、CC2430与8051的相联)， CC2430开发环境IAR（软件安装、使用、实例运行），开发实践——环境监测(系统总体方案、系统试验平台搭建、系统联调与实现)，基于ZigBee协议栈进行开发(协议栈架构简介、15.2ZigBee协议栈的开发接口API、ZigBee Device Profile API、外围部件的操作) 第10章无线传感器网络信息协同处理技术 协同感知方法(协同感知理论基础、同构协同感知、异构协同感知、协同感知算法案例、面向WSN的协同感知体系架构)，海量数据处理技术(基于海量数据的协同网络架构、海量数据的存储与管理、海量数据的知识获取)